辽东半岛早白垩世地壳运动性质
——来自兰河峪岩体的证据

魏明辉，石绍山，尤洪喜

1．吉林大学地球科学学院，吉林长春130026；

2.中国地质调查局沈阳地质调查中心（沈阳地质矿产研究所），辽宁沈阳110034

辽东半岛早白垩世地壳运动性质
——来自兰河峪岩体的证据

魏明辉1，2，石绍山2，尤洪喜2

1．吉林大学地球科学学院，吉林长春130026；

2.中国地质调查局沈阳地质调查中心（沈阳地质矿产研究所），辽宁沈阳110034

通过对辽东半岛兰河峪岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学特征进行研究，将兰河峪岩体高钾钙碱性系列岩石形成时代归入早白垩世.本溪县兰河峪岩体形成的压力环境为0.8～1.0 GPa，推测本区的花岗岩岩浆形成时源区物质来源于30～40 km的地壳深处，地壳较薄.在花岗岩Rb-（Y+Nb）图和Y-Rb图解中，所有的样品都落入板内花岗岩区内，判断当时辽东陆块处在后造山期，岩石圈减薄环境中，反映当时处于伸展构造环境中.兰河峪花岗岩为辽东陆块在早白垩世处于伸展环境中提供了又一有利的证据.

地球化学；锆石SHRIMP U-Pb年龄；早白垩世；辽东半岛；本溪县；兰河峪

中生代花岗岩在华北东部广泛发育.近年来对于中国东部中生代酸性岩浆岩的构造环境问题有不同的观点：1）中国东部中生代中酸性岩浆岩与太平洋板块向西俯冲有关，产于岛弧环境［1-4］；2）华北克拉通下地壳拆沉作用的产物［5］；3）陆内伸展作用的影响［6-7］.

1 地理位置及地质概况

研究区位于辽宁省东部山区，行政区划隶属辽宁省本溪市本溪县.

区内出露地层有：新元古界青白口系变质石英砂岩和沉积岩；古生界寒武系—奥陶系灰岩；石炭系含煤系沉积岩；中生界侏罗系沉积岩；白垩系小岭组火山岩和第四系（图1）.

2 实验方法

单颗粒锆石分选工作由国土资源部东北矿产资源监督检测中心完成.将样破碎、经磁选和电选后，在双目镜下逐粒挑选.锆石阴极发光（CL）图像和锆石SHRIMP U-Pb定年由中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心完成.在测年之前，将单颗粒锆石粘在环氧树脂浇注的样品靶上，经抛光打磨后，进行反射光、透射光以及阴极发光图像采集.阴极发光（CL）图像采用GATAN公司Chroma阴极发光探头的HTACHIS-3000N扫描电镜上完成.锆石SHRIMP U-Pb定年采用标准锆石TEM和M257用来进行206Pb/238U年龄和U、Th含量校正.根据实测204Pb校正普通Pb.测试点采取5组扫描，单点误差为1σ，样品加权平均年龄误差为2σ，置信度 95%.数据处理使用 SQUID1.02和ISOPLOT2.49程序［8］，详细的分析原理及流程参见文献［9］.

图1 研究区地质简图Fig.1 Geological sketch map of the study area1—第四系（Quaternary）；2—早白垩世火山岩（Early Cretaceous volcanic rock）；3—侏罗系沉积岩（Jurassic sedimentary rock）；4—石炭－二叠系沉积岩（Carboniferous-Permian sedimentary rock）；5—寒武－奥陶系灰岩（Cambrian-Ordovician limestone）；6—青白口系石英岩（Qingbaikouan quartzite）；7—早白垩世碱性杂岩（Early Cretaceous alkalic complex）；8—早白垩世中粒碱长花岗岩（Early Cretaceous medium-grained alkali-feldspar granite）；9—早白垩世细粒碱长花岗岩（Early Cretaceous fine-grained alkali-feldspar granite）；10—早白垩世正长花岗岩（Early Cretaceous syenogranite）；11—中侏罗世闪长岩（Middle Jurassic diorite）；12—元古宙片麻状花岗岩（Proterozoic gneissic granite）；13—早白垩世花岗斑岩（Early Cretaceous granite porphyry）；14—实测断层（surveyed fault）；15—推测断层（inferred fault）；16—采样位置（sampling location）

全岩样品元素组成分析在国土资源部东北矿产资源监督检测中心室验室完成.主量元素用X荧光光谱法（XRF）测定，误差小于0.5%.微量元素Zr、Sr、Ba、Zn、Rb和Nb用X荧光光谱法完成，误差分别为Ba= 5%，其他元素小于3%.稀土元素及V、Ni、Co、U、Th、Ta和Hf用等离子体光质谱仪分析完成，误差小于5%.

3 兰河峪岩体形成时代

本文进行U-Pb同位素测试的锆石样品N-TW14（采样坐标东经124°25′33″，北纬41°09′56″）采自兰河峪乡黄岭子附近.风化面为红灰色，新鲜面为肉红色，细粒花岗结构，块状构造.主要矿物：石英，无色，他形粒状，粒度0.5～1.5 mm，含量35%～40%；钾长石，肉红色，自形—半自形板柱状，粒度0.5～2.0 mm，含量50%～60%；斜长石，白色，自形半自形粒状，粒度0.3～1.5 mm，含量1%～3%.暗色矿物为角闪石，含量1%～3%，已蚀变，析出的磁铁矿沿长轴方向分布，呈柱状晶形假像.

对测年样品N-TW14进行分析，结果见表1和图2.样品中锆石颗粒大都在100～150 μm左右，呈长柱状，长宽比为1∶2～1∶3，发育明显的振荡环带，是典型的岩浆锆石.对10颗锆石的10个数据点进行分析.U含量67×10-6～194×10-6、Th含量为61×10-6～433×10-6、Th/ U比值为0.57～1.19（表1）.数据基本落在谐和线上（图2）.其中8个数据207Pb/206Pb加权平均年龄为124±2 Ma（MSWD=1.01），代表岩体的形成年龄.

图2 兰河峪岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄谐和图Fig.2 Zircon SHRIMP U-Pb age concordia diagram of the Lanheyu intrusive rock

4 岩石地球化学特征

兰河峪岩体主量元素、微量元素和稀土元素特征见表2.本文投点图采用Geokit完成［10］.

4.1 主量元素特征

兰河峪岩体主量元素中SiO2含量为68.73%～77.23%（平均73.53%），Na2O为3.15%～4.86%（平均4.26%），K2O为4.11%～4.86%（平均4.57%），里特曼指数σ＝1.60～3.39（平均2.61），Na2O-2

图3 兰河峪岩体K2O-SiO2图解（实线据PeccerilloR,Taylor SR,1976；虚线据Middlemost E AK,1985）Fig.3 The K2O-SiO2diagram for Lanheyu intrusive rock（Solid lines after PeccerilloR,Taylor SR,1976;dotted lines after Middlemost E AK,1985）

4.2 微量元素特征

兰河峪岩体微量元素原始地幔标准化蛛网（图4）整体呈右倾型，倾角较小，富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Th、K，贫高场强元素（HFSE）Ta、P、Ti.Nb/Ta比值为16.67～151.85.

图4 兰河峪岩体微量元素原始地幔标准化蛛网图（标准化值来自Wood,1979）Fig.4 Primitive mantle-normalized trace element spiderdiagram of the Lanheyu intrusive rock（Normalized value after Wood,1979）

表1 兰河峪岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄表Table 1 Zricon U-Pb age of the Lanheyu intrusive rock

在球粒陨石标准化稀土元素配分图解上（图5），岩体总体为右倾，呈“海鸥式”分布.稀土总量较低，ΣREE= 127.31×10-6～286.95×10-6（平均204.17×10-6）；LREE＝110.02×10-6～257.17×10-6（平均185.03）；岩石的轻重稀土比LREE/HREE=6.13～12.30（平均9.97），岩石的（La/Yb）N=5.11～12.96（平均8.90），轻重稀土分异程度较强烈；具有轻亏损Eu负异常，δEu=0.07～0.54（平均0.29），岩浆的分异程度强.

图5 兰河峪岩体稀土元素球粒陨石标准化模式图（标准化来自Taylor and McLennan,1985）Fig.5 Chondrite-nomalized REE patterns of the Lanheyu intrusive rock（After Taylor and McLennan,1985）

5 讨论

前人将本溪县兰河峪岩体细粒碱长花岗岩时代归属晚侏罗世❶❶辽宁省地质局区域地质测量队二分队.地质图说明书K-51-XXIX（宽甸幅）.1976..笔者工作获得SHRIMP锆石U-Pb年龄为124±2 Ma，其形成时代为早白垩世.

花岗岩为高钾钙碱性系列或钾玄岩系列，且Na2O/K2O的比值接近1，可以用来判断地壳厚度［11］.本溪县地区兰河峪岩体为高钾钙碱性系列，Na2O/K2O平均值等于0.95，其形成的压力环境在0.8～1.0 GPa，推测本区的花岗岩岩浆形成时源区物质存在于30～40 km的地壳深处［12］，地壳较薄.

图6 兰河峪岩体Rb-（Y+Nb）图（据Pearce等,1984）Fig.6 Rb（-Y+Nb）diagram for Lanheyu intrusive rock（After Pearce et al.,1984）WPG—板内花岗岩（within plate granite）；Syn-COLG—同碰撞花岗岩（syn-collisional granite）；VAG—火山弧花岗岩（volcanic arc granite）；ORG—洋脊花岗岩（oceanic ridge granite）

表2 兰河峪岩体主量、微量元素和稀土元素分析结果表Table 2 Major,trace and rare earth elements of Lanheyu intrusive rock

在Rb-（Y+Nb）图解（图6）和Y-Rb图解（图7）上，所有样品均落入WPG板内花岗岩区域内，结合推测本区地壳厚度为30～40 km，可以判断辽东陆块当时在早白垩世处在造山后期，为岩石圈减薄环境中，反映当时处于伸展构造环境.

图7 兰河峪岩体Y-Rb图（据Pearce等,1984）Fig.7 Y-Rb diagram for Lanheyu intrusive rock（After Pearce et al.,1984）WPG—板内花岗岩（within plate granite）；VAG+Syn-COLG—火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩（volcanic arc granite and syn-collisional granite）；ORG—洋脊花岗岩（oceanic ridge granite）

侏罗纪以来，辽东地块受到强烈的构造-岩浆活动的改造，白垩纪达到鼎盛阶段.这一阶段的构造-岩浆活动性，是华北克拉通岩石圈减薄和克拉通破坏的结果，尤其是在晚中生代，伸展作用异常强烈，辽南变质核杂岩构造的发育为其提供了有利的证据［13］.近年来对A型花岗岩的研究也为我国东部早白垩世处于伸展构造提供了有利的证据.辽东半岛有千山花岗岩［14］和四平街岩体.通辽地区以岗山岩体为代表的A型花岗岩有近十个岩体，以及在燕辽带中的A型花岗岩，大都在120～130 Ma形成的［15］.兰河峪花岗岩岩体为辽东陆块在早白垩世处于伸展环境中提供了又一有利的证据.

6 结论

（1）本溪县兰河峪岩体形成于年龄为124±2 Ma，将其时代归入早白垩世，形成压力在0.8～1.0 GPa之间.

（2）兰河峪岩体形成于厚度30～40 km地壳深处，属于减薄的地壳.形成环境处于后造山期陆内伸展环境中，为辽东地区早白垩世处于伸展环境中提供了又一有利的证据.

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THE CRUSTAL MOVEMENT CHARACTERISTICS OF LIAODONG PENINSULA IN EARLY CRETACEOUS EPOCH：Evidence from the Lanheyu intrusive rock

WEI Ming-hui1,2,SHI Shao-shan2,YOU Hong-xi2

1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130026,China;
2.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China

With study on the zircon SHRIMP U-Pb age and geochemical characteristics of the Lanheyu intrusive rock in Liaodong peninsula,the high-K calc-alkali series rock is proved to be formed in Early Cretaceous Epoch.According to the formation pressure of 0.8-1.0 GPa of the Lanheyu rock body in Benxi region,it is speculated that the source materials of granite magma came from 30-40 km deep below the thin crust.In the Rb-（Y+Nb）and Y-Rb diagrams of granite,all the samples fall into the WPG（within plate granite）area,concluding the Liaodong block was in the post-orogenic stage with lithosphere thinning,which reflected an extensional tectonic environment.The Lanheyu granite provides a favorable evidence for the extensional environment during the Early Cretaceous Epoch of Liaodong continental block.

geochemistry;zircon SHRIMP U-Pb age;Early Cretaceous Epoch;Liaodong Peninsula;Benxi County; Lanheyu

1671-1947（2015）05-0418-06

P542

A

2014－06－09；

2014-07-04.编辑：李兰英．

中国地质调查局项目“辽宁1∶5万本溪县（K51E017017）、草河掌（K51E018017）、田师傅（K51E017018）、南孤山子（K51E018018）幅区调”（编号1212011120731）.

魏明辉（1981—），男，工程师，现从事矿产地质普查工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号，E-mail//wakes123@163.com

石绍山（1977—），男，工程师，现从事于矿产地质普查及地球化学专业工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号，E-mail// shishaoshan321@163.com